Крім звичайних контактних датчиків необхідним елементом для будь-якої охоронної сигналізації, яка встановлюється на автомобілі, є датчик коливань. Він повинен реагувати також на удари і будь-які вібрації корпусу. При цьому необхідно забезпечити спрацьовування, якщо амплітуда коливань перевищить задану величину.

У найпростіших серійних промислових системах охорони (середнього класу) найчастіше використовують один з двох видів датчиків коливань: виконані на основі п'єзоефекту або електромагнітної індукції.

У літературі вже публікувалися конструкції електромагнітних датчиків, виконані на основі механізму стрілочного вимірювального приладу – мікроамперметра. Пропонований

 

 

датчик має аналогічний принцип роботи (магнітне поле наводить Е. Д. С. в котушці), але його конструкція є більш стійкою до механічних перевантажень, тому що в цій коливальній системі котушка закріплена нерухомо, а переміщається тільки магніт. Вся конструкція дозволяє зменшити габарити датчика.

У порівнянні з датчиками, виконаними на основі пьезо-елемента, на даний пристрій менше впливає зміна температури і воно більш чутливо, особливо до повільним коливань корпусу автомобіля.

Датчиком вібрації (ударів) і коливань є котушка L1 із закріпленим над нею магнітом, рис. 3.12. Магніт кріпиться клеєм "Момент" до латунної пружної пластині. Всі елементи кріплення котушки, показані на малюнку, використані латунні (підійде також будь-який інший не магнітний матеріал, наприклад алюміній або пластмаса).

Котушка датчика намотана на пластмасовому каркасі, рис. 3.13, проводом ПЕЛ діаметром 0,08 … 0,1 мм (внавал до заповнення). Це приблизно близько 1800 витків (в моєму варіанті індуктивність отримала 3,3 мГн).

При коливаннях магніту в котушці наводиться напруга, яка посилюється операційним підсилювачем (DA1), рис. 3.14. Операційний підсилювач працює без зворотнього зв'язку – з максимальним коефіцієнтом посилення, тобто як компаратор. У початковому стані на його виході DA1 / 6 буде рівень лог. "О" (не більше 0,5 В), а при коливаннях магніту з'являться імпульси. Ці імпульси відкривають транзистор VT1 і почне моргати світлодіод HL1. Транзистор VT2 повинен бути постійно відкритий поданим на базу ^ позитивним напругою у разі якщо сигналізація включена.

 

 

 

 

Стабілітрон VD1 запобігає пошкодження мікросхеми підвищеною напругою, а діод VD2 охороняє від неправильної полярності подачі живлення на схему датчика.

Вся схема датчика за рахунок того, що в ньому використовується мікропотужні мікросхема, споживає від джерела 12 В в режимі очікування струм не більше 0,1 мА, а при світінні світлодіода до 6 мА.

Чутливість датчика залежить від гнучкості пластини, на якій кріпиться магніт, і може бути досить високою. І щоб її знизити до потрібного рівня, служить регулювальний резистор R2, який дозволяє змінювати поріг спрацьовування компаратора DA1. Це зручно при несприятливих погодних умовах. Наприклад, під час дощу або сильного вітру, коли чутливість слід зменшити, щоб виключити помилкові спрацьовування. А для зручності настройки чутливості датчика служить світлодіод HL1. Момент спрацьовування контролюється за його світіння.

Якщо датчик буде встановлений в самокл блоці охорони, то сигнал з колектора VT1 може відразу підключатися до сигналізації.

При встановленні пристрою в автомобілі слід враховувати, що від місця установки, а також площини коливань магніту, залежить чутливість датчика. Тому конструктивно датчик зручніше виконувати у вигляді окремого блоку, який підключається до сигналізації трьома проводами. Аналогічно роблять в промислових системах охорони, наприклад в системі "Red Scorpio-600" третій дріт застосовується для електронного керування включенням датчика (у випадку, якщо ви його не будете використовувати, то замість транзистора VT2 на платі встановлюється перемичка емітер-колектор).

У схемі застосовано деталі: підстроєні резистор R2 типу СП4-9 на 0,5 Вт (СПЗ-166), решта МЛТ потужністю 0.125 Вт Транзистори можуть бути з будь останньою літерою в позначенні і вони замінні на будь-які аналогічні з відповідною провідністю.

Конденсатори С1, СЗ із серії К10 (К10-17), оксидний С2 – К50-35 на 25 В. Світлодіод HL1 може застосовуватися будь-якого типу. Для зручності підключення зовнішніх проводів до датчика на платі встановлена ??трисекційна комутаційна колодка з гвинтовими зажимами – вона упаюється в плату. Всі деталі схеми розміщені на односторонній друкованій платі з склотекстоліти, рис. 3.15. Для збільшення щільності монтажу

 

 

частину резисторів встановлюється вертикально, а стабілітрон VD1 використовується в пластмасовому корпусі. В якості корпусу вдалося знайти підходящу пластмасову коробку, рис. 3.16 (під неї і виконана плата). Для підключення віддаленого датчика до блоку охорони потрібно зібрати перехідною вузол на транзисторі VT3, рис. 3.17. Він дозволяє формувати рівень балка. "1" для системи охорони при спрацьовуванні датчика. При світінні світлодіода HL1 в ланцюзі живлення датчика збільшується струм. Цей струм, проходячи через резистор R8, створює на ньому падіння напруги, достатня для відкривання транзистора VT3.

 

 

Чутливість транзистора встановлюється резистором R8, а резистор R7 запобігає пошкодження транзистора VT3 в разі короткого замикання ланцюгів живлення датчика.

Можна також виготовити датчик вібрації на основі циліндричного п'єзоелемента від головки звукознімача, наприклад типу ГЗП-311, рис. 3.18. Такі звукознімачі навряд чи ще виробляються, але в продаж з старих запасів поки зустрічаються. Головка має п'єзоелемент у вигляді трубки. Для його використання в якості датчика потрібно мінімальна доопрацювання.

 

 

 

 

Вона полягає в знятті голки і укорочуванні пластмасових обмежувальних виступів (1), як це показано на малюнку. На виступаючий кінець п'єзоелемента одягаємо поліетиленову трубку відповідного діаметру, а на ній закріплюємо мідну циліндричну втулку (2). Втулка має всередині центральний отвір з різьбленням М2, 5 (різьблення забезпечує краще зчеплення з поліетиленовою трубкою, що виключить зісковзування вантажу).

Так як п'єзоелемент має гнучке кріплення, то найменші вібрації закріпленого на ньому вантажу (2) перетворюються в напругу. Схема підсилювача для такого датчика може бути аналогічною наведеній вище, але з невеликими змінами, показаними на рис. 3.19.

 

 

Застосування такої конструкції пьезодатчика дозволяє забезпе чити чутливість до коливань в двох площинах, а також не багато зменшити габарити пристрою.

Як пьезодатчика можливо також використання пье-зоізлучателей із серії ЗП, але в цьому випадку чутливість такого пристрою зменшиться і спрацьовувати воно буде тільки при ударах.

У деяких серійних імпортних сигналізаціях використовується аналогічна конструкція датчика коливань на основі п'єзоелемента. Відмінність полягає в тому, що на п'єзоелемент надіта товста селіконовая трубка, а на ній вже закріплений вантаж.

На рис. 3.20 для прикладу наведена схема так званого "двозонного" датчика, виконаного на основі п'єзоелемента. Такі пристрої використовуються в деяких імпортних автомобільних системах охорони. Всі пристрій зібрано на одній мікросхемі, що містить усередині чотири універсальних операційних підсилювача.

Датчик має два регулятора. Резистор R2 дозволяє змінювати загальну чутливість схеми, a R6 дає можливість встановлювати потрібну постійну часу ланцюга заряду конденсатора С8, що регулює чутливість пристрою в залежності від тривалості і сили зовнішніх впливів.

При експлуатації охорони для полегшення налаштування чутливості датчика в схемі імекУгся світлодіоди HL1, HL2. За їх світіння можна контролювати момент спрацьовування.

 

 

Література:
І.П. Шелестов – Радіоаматорам корисні схеми, книга 3.